Лабораторная работа — Основные элементы шасси, классификация и конструктивные особенности трансмиссий

Основные элементы шасси. Шасси любого трактора или автомобиля представляет собой совокупность частей, служащих для передачи усилия (крутящего момента) от двигателя к ведущим колесам у колесных машин или звездочкам гусеничных машин и для преобразования вращательного движения в поступательное движение трактора или автомобиля.

Шасси включает в себя трансмиссию, ходовую часть, рулевое управление и тормозную систему.

Трансмиссия Объединяет механизмы, передачи и сборочные единицы, с помощью которых вращение от коленчатого вала двигателя трансформируется, распределяется и переносится к движителям (ведущим колесам или гусеницам), валу отбора мощности и гидропроводу сельскохозяйственных машин.

Ходовая часть состоит из остова, движителя и подвески. Она предназначена для сообщения трактору или автомобилю поступательного Движения.

Рулевое управление служит для изменения траектории и направления (вправо и влево) движения трактора или автомобиля.

Тормозная система представляет собой совокупность устройств для торможения, т. е. уменьшения кинетической энергии массы трактора или автомобиля. В тракторах её используют также при выполнении крутого поворота.

Классификация трансмиссий

При выполнении технологических операций сельскохозяйственного производства сопротивления движению, а следовательно, и скорости поступательного перемещения изменяются в широких пределах.

Трансмиссия служит для плавного трогания с места трактора или автомобиля, изменения его скорости и направления движения (вперед или назад), обеспечения длительной остановки без выключения двигателя, осуществления или облегчения поворота, а также для передачи крутящего момента рабочим органам агрегатируемых с трактором сельскохозяйственных машин и привода рабочего оборудования.

По способу трансформации вращательного движения различают ступенчатые, бесступенчатые и комбинированные трансмиссии.

По принципу действия трансмиссии могут быть:

— механическими,

— гидравлическими,

— электрическими

— комбинированными гидромеханическими,

— электромеханическими и т. п.

Основные показатели трансмиссии любого типа — Коэффициенты трансформации и Полезного действия, передаточное отношение.

Коэффициент трансформации:

K = M/Ме

Передаточное отношение:

I =

Коэффициент полезного действия:

= M/Ме= kI

Где М и Ме — крутящие моменты всех ведущих колес (звездочек гусениц) и коленчатого вала, кН-м; и — угловые скорости ведущих колес (звездочек гусениц) и коленчатого вала, рад/с.

Ступенчатые трансмиссии Обеспечивают несколько постоянных передаточных отношений при постоянном значении угловой скорости. При ступенчатой трансмиссии существуют такие режимы, на которых невозможно полностью использовать мощность двигателя.

Бесступенчатые трансмиссии обеспечивают непрерывность и автоматичность изменения крутящего момента. Они позволяют на любом режиме полнее использовать мощность двигателя. Однако бесступенчатые трансмиссии более сложны по конструкции, имеют меньший КПД.

Комбинированные трансмиссии представляют собой сочетание ступенчатых передач с бесступенчатым регулированием крутящего момента в пределах одной передачи. Они позволяют расширить диапазон регулирования крутящего момента и сохранить преимущества бесступенчатой трансмиссии.

Механическая трансмиссия состоит из механических устройств, передач и сборочных единиц. В нее входят: муфта сцепления 1 (рис. 1), промежуточное соединение 2, коробка передач 3, главная передача 4, дифференциал 5, конечные передачи 6.

В колесных тракторах с обоими ведущими мостами (типа МТЗ-82) дополнительно устанавливают раздаточную коробку 7, карданную передачу 8, а также главную передачу, дифференциал и конечные передачи переднего ведущего моста.

Гусеничные тракторы оснащают механизмами поворота 9 и при необходимости увеличителем крутящего момента, ходоуменьшителем и др. Изменение передаточного числа механической ступенчатой трансмиссии происходит в коробке передач при введении в зацепление зубчатых колес с разным числом зубьев. Ступенчатые коробки передач имеют наборы зубчатых колес, позволяющие получить в современных автомобилях 4…5 ступеней, а в тракторах — до 16 ступеней и более с разными передаточными числами. Механические трансмиссии имеют высокий КПД и сравнительно низкую стоимость. Однако в них частота вращения регулируется ступенчато.

Электрическая трансмиссия состоит из генератора постоянного тока, якорь которого приводится во вращение от двигателя внутреннего сгорания. Вырабатываемая генератором электрическая энергия по кабелям поступает к тяговым электродвигателям, которые устанавливают в ведущих колесах или звездочках, и приводит их во вращение. Преимущества этой трансмиссии — легкость передачи энергии и бесступенчатость регулирования, недостатки — низкий КПД, большая масса агрегатов, сравнительно высокая стоимость.

Гидравлическая трансмиссия в качестве основного элемента имеет гидравлическую передачу. Под гидравлической передачей понимают устройство, предназначенное для передачи механической энергии посредством жидкости.

Гидравлические передачи делят на Гидростатические (или объемные) и Гидродинамические.

Гидравлическая трансмиссия с гидростатической передачей состоит из насоса, распределительного устройства, гидролиний и моторов, расположенных в ведущих колесах. Масло под рабочим давлением от гидронасоса, приводимого двигателем, поступает в распределительное устройство, от которого направляется к приводным моторам ведущих колес. Такая трансмиссия позволяет бесступенчато в большом диапазоне регулировать частоту вращения ведущих колес трактора или автомобиля. К недостаткам этой трансмиссии следует отнести низкий КПД, большую массу агрегатов, высокую точность изготовления и необходимость обеспечения герметичности.

Схемы трансмиссий тракторов

Рис. 1 — Схемы трансмиссий тракторов:

А — колесного с задним ведущим мостом; б — колесного с передним и задним ведущими мостами; в — гусеничного; 1 — муфта сцепления; 2 — промежуточное соединение; 3 — коробка передач; 4 — главная передача; 5 — дифференциал; 6 — конечная передача; 7 — раздаточная коробка; 8 — карданная передача; 9 — механизмы поворота; 10 — специальный механизм.

Гидромеханическая трансмиссия Состоит из механической трансмиссии и включенной в нее гидродинамической передачи: гидромуфты или гидротрансформатора. Гидродинамическая передача основана на использовании кинетической энергии жидкости, т. е. передачи энергии за счет динамического напора жидкости. Преимущества этой трансмиссии: бесступенчатое регулирование скорости движения в пределах ступени, меньшие динамические нагрузки на детали трансмиссии, лучший разгон и большая плавность движения. К недостаткам такой трансмиссии следует отнести сравнительно невысокий КПД, сложность конструкции и большую массу.

Электромеханическая трансмиссия отличается от механической тем, что вместо коробки передач установлена электрическая передача, состоящая из генератора и электродвигателя постоянного тока. Электрическая передача, как и гидродинамическая, автоматически и бесступенчато изменяет крутящий момент и скорость движения в соответствии с сопротивлениями движению. Однако этой трансмиссии свойственны низкий КПД, увеличенная масса и большая стоимость.

Применение трансмиссий. Механические ступенчатые трансмиссии широко применяют на тракторах Т-25А, МТЗ-80, МТЗ-82, Т-70С, ДТ-75МВ, Т-4А, Т-130М и большинстве автомобилей.

Электрические трансмиссии и гидравлические трансмиссии с гидростатической передачей на отечественных тракторах и автомобилях применяют очень редко. Например, автопоезд-углевоз БелАЗ-7420-9590 и автомобили-самосвалы БелАЗ-75191, БелАЗ-549С имеют электрические трансмиссии.

Гидромеханические трансмиссии с гидродинамической передачей (гидротрансформатором) установлены на тракторах ДТ-175С, К-702, Т-330 и автомобилях: легковом ЗИЛ-4104; автобусах ЛАЗ-4202, ЛиАЗ-677М; тягачах БелАЗ-531, МАЗ-537 и др.; самосвалах БелАЗ-548С, БелАЗ-7510 и др., МоАЗ-6507.

Электромеханические трансмиссии используют на промышленных тракторах ДЭТ-250.

Конструктивные особенности трансмиссий одного и того же типа существенно зависят от вида энергетического средства (трактор или автомобиль), типа движителя (колесный или гусеничный) и числа ведущих колес.

Так как автомобиль — транспортное средство, скорость движения которого в несколько раз превышает скорость движения трактора, то передаточное число трансмиссии и передаваемый крутящий момент в автомобиле меньше, чем в тракторе. В связи с этим механизмы, передачи и сборочные единицы трансмиссий автомобилей выполнены более простыми по конструкции и компактными, менее металлоемкими. В конструкции трансмиссий большинства автомобилей отсутствуют конечные передачи.

Конструкции автомобиля или трактора с колесными движителями значительно усложняются с увеличением числа ведущих колес. Как указывалось выше, в трансмиссию автомобилей и тракторов со всеми ведущими колесами дополнительно входят раздаточная коробка, передний ведущий мост и карданная передача.

Трансмиссии гусеничных тракторов по конструкции сложнее трансмиссий колесных тракторов, так как они включают в себя дополнительно правый и левый механизмы поворота, которые создают разные крутящие моменты на ведущих звездочках. На тракторах применяют планетарные механизмы поворота (ДТ-175С, ДТ-75МВ, Т-4А) и механизмы поворота с многодисковыми фрикционными муфтами (Т-70С, Т-130).

В отличие от всех гусеничных тракторов особую конструкцию трансмиссии имеет трактор Т-150.

В трансмиссию этого трактора входит коробка передач 3 (рис. 2), имеющая два вторичных (выходных) вала. Концы этих валов с помощью карданных передач 5 соединены с двумя главными передачами 4. От главных передач вращение передается на ведущие валы и далее на правую и левую ведущие звездочки 7 через конечные передачи 6, представляющие собой планетарные механизмы. В трансмиссии трактора Т-150 отсутствует механизм поворота, функцию которого выполняет коробка передач с раздельным гидравлическим приводом вторичных валов.

Схема трансмиссии трактора Т-150

Рис. 2 — Схема трансмиссии трактора Т-150:

1 — двигатель; 2 — муфта сцепления; 3 — коробка передач; 4 — главные передачи; 5 — карданные передачи; 6 — конечная передача; 7 — ведущая звездочка; 8 — редуктор ВОМ.

Отличительная особенность трансмиссий тракторов по сравнению со многими трансмиссиями автомобилей — передача механической энергии от двигателя не одним, а двумя или тремя потоками. Помимо передачи крутящего момента на ведущие колеса или звездочки, он передается к заднему и боковому ВОМ для привода рабочих органов сельскохозяйственных машин, а также к насосам в гидроприводе сельскохозяйственных машин.

В конструкцию трансмиссий некоторых тракторов вводят дополнительные устройства, с помощью которых можно переключать передачи без разрыва потока мощности. К таким устройствам относят гидроподжимные муфты переключения передач. Трансмиссии с этими устройствами устанавливают на тракторах МТЗ-100, МТЗ-102, Т-150, Т-150К, К-701.

Отличительная особенность конструкции трансмиссии трактора К-701 с колесной формулой 4К4 заключается в следующем: основной ведущий мост передний; задний мост при необходимости может включаться или выключаться; функции муфты сцепления выполняет гидроподжимная муфта первой передачи.

Поперечное расположение двигателя в переднеприводном автомобиле ВАЗ-2108 повлияло и на расположение всех основных частей трансмиссии. Главная передача объединена в общий картер коробки передач и представляет собой цилиндрические косозубые зубчатые колеса. Передние ведущие колеса приводятся ведущими валами неравной длины с шариковыми шарнирами равных угловых скоростей.

Контрольные вопросы.

Назначение трансмиссии.

Назначение ходовой части.

Назначение рулевого управления.

Назначение тормозной системы.

Классификация трансмиссий по способу трансформации вращательного движения, дать характеристику ее составляющих.

Классификация трансмиссий по принципу действия.

Механическая трансмиссия, ее составляющие.

Электрическая трансмиссия, ее составляющие.

Гидравлическая трансмиссия, ее составляющие.

Гидромеханическая трансмиссия, ее составляющие.

Электромеханическая трансмиссия, ее составляющие.

Метки: